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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024176785
(43)【公開日】2024-12-19
(54)【発明の名称】定着装置
(51)【国際特許分類】
G03G 15/20 20060101AFI20241212BHJP
【ＦＩ】
G03G15/20 535
G03G15/20 510
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023095583
(22)【出願日】2023-06-09
(71)【出願人】
【識別番号】000003562
【氏名又は名称】東芝テック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001634
【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】遠藤 佐助
【テーマコード（参考）】
2H033
【Ｆターム（参考）】
2H033AA06
2H033AA23
2H033BA25
2H033BB03
2H033BB05
2H033BB06
2H033BB18
2H033BB21
2H033BB29
2H033BB30
2H033BB33
2H033BB35
2H033BB37
2H033BD03
2H033CA07
2H033CA28
2H033CA30
2H033CA44
(57)【要約】
【課題】高い耐久性を有する定着装置を提供することである。
【解決手段】実施形態の定着装置は、筒状体と、発熱摺動部材と、ホルダと、センサと、加圧ローラと、加圧機構と、移動機構と、を持つ。発熱摺動部材は、筒状体の内側に配置されている。発熱摺動部材は、筒状体の軸方向を長手方向とする。発熱摺動部材は、通電により発熱する発熱領域を有する。ホルダは、発熱摺動部材を保持する。センサは、発熱摺動部材に接触して発熱摺動部材の温度を検知する。加圧ローラは、筒状体の外周面に接触して筒状体との間にニップを形成する。加圧機構は、第１状態および第２状態を遷移可能である。第１状態は、筒状体および加圧ローラによりニップが形成される。第２状態は、筒状体および加圧ローラが相互に接触し、かつ第１状態よりも筒状体および加圧ローラに相互に掛かる力が小さい。移動機構は、加圧機構に第１状態および第２状態を遷移させる。
【選択図】図９
【解決手段】実施形態の定着装置は、筒状体と、発熱摺動部材と、ホルダと、センサと、加圧ローラと、加圧機構と、移動機構と、を持つ。発熱摺動部材は、筒状体の内側に配置されている。発熱摺動部材は、筒状体の軸方向を長手方向とする。発熱摺動部材は、通電により発熱する発熱領域を有する。ホルダは、発熱摺動部材を保持する。センサは、発熱摺動部材に接触して発熱摺動部材の温度を検知する。加圧ローラは、筒状体の外周面に接触して筒状体との間にニップを形成する。加圧機構は、第１状態および第２状態を遷移可能である。第１状態は、筒状体および加圧ローラによりニップが形成される。第２状態は、筒状体および加圧ローラが相互に接触し、かつ第１状態よりも筒状体および加圧ローラに相互に掛かる力が小さい。移動機構は、加圧機構に第１状態および第２状態を遷移させる。
【選択図】図９
【特許請求の範囲】
【請求項1】
フィルム状の筒状体と、
前記筒状体の内側に配置され、前記筒状体の軸方向を長手方向とし、通電により発熱する発熱領域を有する発熱摺動部材と、
前記発熱摺動部材を保持するホルダと、
前記発熱摺動部材に接触して前記発熱摺動部材の温度を検知するセンサと、
前記筒状体の外周面に接触して前記筒状体との間にニップを形成する加圧ローラと、
前記筒状体および前記加圧ローラにより前記ニップが形成される第１状態、並びに前記筒状体および前記加圧ローラが相互に接触し、かつ前記第１状態よりも前記筒状体および前記加圧ローラに相互に掛かる力が小さい第２状態を遷移可能な加圧機構と、
前記加圧機構に前記第１状態および前記第２状態を遷移させる移動機構と、
を備える定着装置。
前記筒状体の内側に配置され、前記筒状体の軸方向を長手方向とし、通電により発熱する発熱領域を有する発熱摺動部材と、
前記発熱摺動部材を保持するホルダと、
前記発熱摺動部材に接触して前記発熱摺動部材の温度を検知するセンサと、
前記筒状体の外周面に接触して前記筒状体との間にニップを形成する加圧ローラと、
前記筒状体および前記加圧ローラにより前記ニップが形成される第１状態、並びに前記筒状体および前記加圧ローラが相互に接触し、かつ前記第１状態よりも前記筒状体および前記加圧ローラに相互に掛かる力が小さい第２状態を遷移可能な加圧機構と、
前記加圧機構に前記第１状態および前記第２状態を遷移させる移動機構と、
を備える定着装置。
【請求項2】
前記加圧機構は、前記加圧ローラを自転可能かつ前記軸方向の直交方向に沿って移動可能に支持し、
前記移動機構は、
前記加圧機構に配置されたカムフォロワと、
前記カムフォロワに当接するカム面を有するとともに自転可能に設けられ、前記カムフォロワと協働して前記加圧機構を介して前記加圧ローラを前記直交方向に移動させ、前記カム面のうち最も外径の小さい小径部が前記第２状態で前記カムフォロワに当接するカムと、
前記カムを一方向に回転させる駆動源と、
を有する、
請求項１に記載の定着装置。
前記移動機構は、
前記加圧機構に配置されたカムフォロワと、
前記カムフォロワに当接するカム面を有するとともに自転可能に設けられ、前記カムフォロワと協働して前記加圧機構を介して前記加圧ローラを前記直交方向に移動させ、前記カム面のうち最も外径の小さい小径部が前記第２状態で前記カムフォロワに当接するカムと、
前記カムを一方向に回転させる駆動源と、
を有する、
請求項１に記載の定着装置。
【請求項3】
前記ホルダは、前記筒状体から前記加圧ローラを離した状態で、前記軸方向における前記発熱領域と重なる範囲で、前記発熱摺動部材と前記ホルダとの間に隙間ができるように、前記発熱摺動部材を保持している、
請求項１または請求項２に記載の定着装置。
請求項１または請求項２に記載の定着装置。
【請求項4】
前記発熱摺動部材は、ヒータユニットと伝熱部材とを含み、前記伝熱部材が前記ヒータユニットと前記ホルダとの間にある、
請求項３に記載の定着装置。
請求項３に記載の定着装置。
【請求項5】
前記発熱摺動部材は、前記軸方向における前記発熱領域の外側で前記ホルダに保持されている、
請求項３に記載の定着装置。
請求項３に記載の定着装置。
【請求項6】
前記センサは、前記ホルダに対して前記発熱摺動部材側に付勢され、
前記発熱摺動部材は、前記センサによって前記加圧ローラ側に押されている、
請求項５に記載の定着装置。
前記発熱摺動部材は、前記センサによって前記加圧ローラ側に押されている、
請求項５に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、定着装置に関する。
【背景技術】
【0002】
画像処理装置として、シートに画像を形成する画像形成装置が利用されている。画像形成装置は、トナーをシートに定着させる定着装置を有する。定着装置には、耐久性の向上が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００８－３０４８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明が解決しようとする課題は、高い耐久性を有する定着装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
第１の態様に係る定着装置は、筒状体と、発熱摺動部材と、ホルダと、センサと、加圧ローラと、加圧機構と、移動機構と、を持つ。筒状体は、フィルム状である。発熱摺動部材は、筒状体の内側に配置されている。発熱摺動部材は、筒状体の軸方向を長手方向とする。発熱摺動部材は、通電により発熱する発熱領域を有する。ホルダは、発熱摺動部材を保持する。センサは、発熱摺動部材に接触して発熱摺動部材の温度を検知する。加圧ローラは、筒状体の外周面に接触して筒状体との間にニップを形成する。加圧機構は、第１状態および第２状態を遷移可能である。第１状態は、筒状体および加圧ローラによりニップが形成される。第２状態は、筒状体および加圧ローラが相互に接触し、かつ第１状態よりも筒状体および加圧ローラに相互に掛かる力が小さい。移動機構は、加圧機構に第１状態および第２状態を遷移させる。
【0006】
第２の態様に係る定着装置は、上記第１の態様に係る定着装置において、加圧機構は、加圧ローラを自転可能かつ軸方向の直交方向に沿って移動可能に支持し、移動機構は、加圧機構に配置されたカムフォロワと、カムフォロワに当接するカム面を有するとともに自転可能に設けられ、カムフォロワと協働して加圧機構を介して加圧ローラを直交方向に移動させ、カム面のうち最も外径の小さい小径部が第２状態でカムフォロワに当接するカムと、カムを一方向に回転させる駆動源と、を有していてもよい。
【0007】
第３の態様に係る定着装置は、上記第１の態様または第２の態様に係る定着装置において、ホルダは、筒状体から加圧ローラを離した状態で、軸方向における発熱領域と重なる範囲で、発熱摺動部材とホルダとの間に隙間ができるように、発熱摺動部材を保持していてもよい。
【0008】
第４の態様に係る定着装置は、上記第１の態様から第３の態様のいずれかの態様に係る定着装置において、ヒータユニットと伝熱部材とを含み、前記伝熱部材が前記ヒータユニットと前記ホルダとの間にあってもよい。
【0009】
第５の態様に係る定着装置は、上記第３の態様または第４の態様に係る定着装置において、発熱摺動部材は、軸方向における発熱領域の外側でホルダに保持されていてもよい。
【0010】
第６の態様に係る定着装置は、上記第５の態様に係る定着装置において、センサは、ホルダに対して発熱摺動部材側に付勢され、発熱摺動部材は、センサによって加圧ローラ側に押されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】実施形態の画像処理装置の概略構成図。
【図2】実施形態の画像形成装置のハードウエア構成図。
【図3】第１の実施形態の定着装置の正面断面図。
【図5】第１の実施形態のヒータユニットの底面図。
【図6】ヒータ温度計およびサーモスタットの平面図。
【図8】定着装置の正面図。
【図9】加圧機構の動作説明図。
【図11】制御部の機能構成を示すブロック図。
【図12】第２の実施形態のヒータユニットの底面図。
【図13】第３の実施形態のヒータユニットの底面図。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、実施形態の定着装置を、図面を参照して説明する。なお以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付して、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。
【0013】
図１は、実施形態の画像処理装置の概略構成図である。
本実施形態に係る画像処理装置は、例えば、複合機（ＭＦＰ：Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）プリンタ、複写機等の画像形成装置１である。例えば、画像形成装置１は、ワークプレイスに設置される。画像形成装置１は、シートＳに画像を形成する処理を行う。シートＳは、用紙でもよい。画像形成装置１は、ハウジング１０と、スキャナ部２と、画像形成ユニット３と、シート供給部４と、搬送部５と、排紙トレイ７と、反転ユニット９と、コントロールパネル８と、制御部６と、を有する。
本実施形態に係る画像処理装置は、例えば、複合機（ＭＦＰ：Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）プリンタ、複写機等の画像形成装置１である。例えば、画像形成装置１は、ワークプレイスに設置される。画像形成装置１は、シートＳに画像を形成する処理を行う。シートＳは、用紙でもよい。画像形成装置１は、ハウジング１０と、スキャナ部２と、画像形成ユニット３と、シート供給部４と、搬送部５と、排紙トレイ７と、反転ユニット９と、コントロールパネル８と、制御部６と、を有する。
【0014】
ハウジング１０は、画像形成装置１の外形を形成する。
スキャナ部２は、複写対象物の画像情報を光の明暗として読み取り、画像信号を生成する。スキャナ部２は、生成した画像信号を画像形成ユニット３に出力する。
画像形成ユニット３は、スキャナ部２から受信した画像信号または外部から受信した画像信号に基づいて、トナー等の記録剤によりトナー像を形成する。画像形成ユニット３は、トナー像をシートＳの表面上に転写する。画像形成ユニット３は、シートＳの表面上のトナー像を加熱および加圧して、トナー像をシートＳに定着させる。画像形成ユニット３の詳細は後述される。
スキャナ部２は、複写対象物の画像情報を光の明暗として読み取り、画像信号を生成する。スキャナ部２は、生成した画像信号を画像形成ユニット３に出力する。
画像形成ユニット３は、スキャナ部２から受信した画像信号または外部から受信した画像信号に基づいて、トナー等の記録剤によりトナー像を形成する。画像形成ユニット３は、トナー像をシートＳの表面上に転写する。画像形成ユニット３は、シートＳの表面上のトナー像を加熱および加圧して、トナー像をシートＳに定着させる。画像形成ユニット３の詳細は後述される。
【0015】
シート供給部４は、画像形成ユニット３がトナー像を形成するタイミングに合わせて、シートＳを１枚ずつ搬送部５に供給する。シート供給部４は、シート収容部２０と、ピックアップローラ２１と、を有する。
シート収容部２０は、所定のサイズおよび種類のシートＳを収納する。
ピックアップローラ２１は、シート収容部２０からシートＳを１枚ずつ取り出す。ピックアップローラ２１は、取り出したシートＳを搬送部５へ供給する。
シート収容部２０は、所定のサイズおよび種類のシートＳを収納する。
ピックアップローラ２１は、シート収容部２０からシートＳを１枚ずつ取り出す。ピックアップローラ２１は、取り出したシートＳを搬送部５へ供給する。
【0016】
搬送部５は、シート供給部４から供給されるシートＳを画像形成ユニット３に搬送する。搬送部５は、搬送ローラ２３と、レジストローラ２４と、を有する。
搬送ローラ２３は、ピックアップローラ２１から供給されるシートＳをレジストローラ２４へ搬送する。搬送ローラ２３は、シートＳの搬送方向の先端をレジストローラ２４のニップＮに突き当てる。
レジストローラ２４は、ニップＮにおいてシートＳを撓ませることにより、搬送方向でのシートＳの先端の位置を整える。レジストローラ２４は、画像形成ユニット３がトナー像をシートＳに転写するタイミングに応じてシートＳを搬送する。
搬送ローラ２３は、ピックアップローラ２１から供給されるシートＳをレジストローラ２４へ搬送する。搬送ローラ２３は、シートＳの搬送方向の先端をレジストローラ２４のニップＮに突き当てる。
レジストローラ２４は、ニップＮにおいてシートＳを撓ませることにより、搬送方向でのシートＳの先端の位置を整える。レジストローラ２４は、画像形成ユニット３がトナー像をシートＳに転写するタイミングに応じてシートＳを搬送する。
【0017】
画像形成ユニット３について説明する。
画像形成ユニット３は、複数の画像形成部２５と、レーザ走査ユニット２６と、中間転写ベルト２７と、転写部２８と、定着装置３０と、を有する。
画像形成部２５は、感光体ドラム２９を有する。画像形成部２５は、スキャナ部２または外部からの画像信号に応じたトナー像を感光体ドラム２９に形成する。複数の画像形成部２５は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーによるトナー像を形成する。
画像形成ユニット３は、複数の画像形成部２５と、レーザ走査ユニット２６と、中間転写ベルト２７と、転写部２８と、定着装置３０と、を有する。
画像形成部２５は、感光体ドラム２９を有する。画像形成部２５は、スキャナ部２または外部からの画像信号に応じたトナー像を感光体ドラム２９に形成する。複数の画像形成部２５は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーによるトナー像を形成する。
【0018】
感光体ドラム２９の周囲には、帯電器、現像器などが配置される。帯電器は、感光体ドラム２９の表面を帯電させる。現像器は、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックのトナーを含む現像剤を収容する。現像器は、感光体ドラム２９上の静電潜像を現像する。この結果、感光体ドラム２９上には、各色のトナーによるトナー像が形成される。
【0019】
レーザ走査ユニット２６は、帯電した感光体ドラム２９にレーザ光Ｌを走査して感光体ドラム２９を露光する。レーザ走査ユニット２６は、各色の画像形成部２５の感光体ドラム２９を、各別のレーザ光ＬＹ，ＬＭ，ＬＣ，ＬＫで露光する。これによりレーザ走査ユニット２６は、感光体ドラム２９に静電潜像を形成する。
【0020】
中間転写ベルト２７には、感光体ドラム２９の表面のトナー像が１次転写される。
転写部２８は、中間転写ベルト２７上に１次転写されたトナー像を２次転写位置においてシートＳの表面上に転写する。
定着装置３０は、シートＳに転写されたトナー像を加熱および加圧して、トナー像をシートＳに定着させる。定着装置３０の詳細は後述される。
転写部２８は、中間転写ベルト２７上に１次転写されたトナー像を２次転写位置においてシートＳの表面上に転写する。
定着装置３０は、シートＳに転写されたトナー像を加熱および加圧して、トナー像をシートＳに定着させる。定着装置３０の詳細は後述される。
【0021】
反転ユニット９は、シートＳの裏面に画像を形成するためシートＳを反転させる。反転ユニット９は、定着装置３０から排出されるシートＳを、スイッチバックにより表裏反転させる。反転ユニット９は、反転したシートＳをレジストローラ２４に向けて搬送する。
排紙トレイ７は、画像が形成されて排出されたシートＳを載置する。
コントロールパネル８は、操作者が画像形成装置１を操作するための情報を入力する入力部の一部である。コントロールパネル８は、タッチパネルや各種ハードキーを有する。
制御部６は、画像形成装置１の各部の制御を行う。
排紙トレイ７は、画像が形成されて排出されたシートＳを載置する。
コントロールパネル８は、操作者が画像形成装置１を操作するための情報を入力する入力部の一部である。コントロールパネル８は、タッチパネルや各種ハードキーを有する。
制御部６は、画像形成装置１の各部の制御を行う。
【0022】
図２は、実施形態の画像形成装置のハードウエア構成図である。
図２に示すように、画像形成装置１は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、メモリ９２、補助記憶装置９３などを備え、プログラムを実行する。画像形成装置１は、プログラムの実行によってスキャナ部２、画像形成ユニット３、シート供給部４、搬送部５、反転ユニット９、コントロールパネル８、通信部９０を備える装置として機能する。
図２に示すように、画像形成装置１は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、メモリ９２、補助記憶装置９３などを備え、プログラムを実行する。画像形成装置１は、プログラムの実行によってスキャナ部２、画像形成ユニット３、シート供給部４、搬送部５、反転ユニット９、コントロールパネル８、通信部９０を備える装置として機能する。
【0023】
ＣＰＵ９１は、メモリ９２および補助記憶装置９３に記憶されたプログラムを実行することによって制御部６として機能する。制御部６は、画像形成装置１の各機能部の動作を制御する。制御部６の機能構成については後述される。
補助記憶装置９３は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。補助記憶装置９３は、情報を記憶する。
通信部９０は、自装置を外部装置に接続するための通信インタフェースを含む。通信部９０は、通信インタフェースを介して外部装置と通信する。
補助記憶装置９３は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。補助記憶装置９３は、情報を記憶する。
通信部９０は、自装置を外部装置に接続するための通信インタフェースを含む。通信部９０は、通信インタフェースを介して外部装置と通信する。
【0024】
（第１の実施形態）
第１の実施形態の定着装置３０について説明する。
図３は、第１の実施形態の定着装置の正面断面図である。
図３に示すように、定着装置３０は、加圧ローラ３１と、フィルムユニット３５と、加圧機構７０と、移動機構８０と、フレーム３４と、を有する。加圧ローラ３１とフィルムユニット３５との間には、定着ニップＦＮが形成される。加圧ローラ３１は、定着ニップＦＮに進入したシートＳのトナー像を加圧する。加圧ローラ３１は、自転してシートＳを搬送する。フィルムユニット３５は、定着ニップＦＮに進入したシートＳのトナー像を加熱する。フレーム３４は、画像形成装置１のハウジング１０に固定されている。フレーム３４は、加圧ローラ３１、フィルムユニット３５および移動機構８０を支持している。
第１の実施形態の定着装置３０について説明する。
図３は、第１の実施形態の定着装置の正面断面図である。
図３に示すように、定着装置３０は、加圧ローラ３１と、フィルムユニット３５と、加圧機構７０と、移動機構８０と、フレーム３４と、を有する。加圧ローラ３１とフィルムユニット３５との間には、定着ニップＦＮが形成される。加圧ローラ３１は、定着ニップＦＮに進入したシートＳのトナー像を加圧する。加圧ローラ３１は、自転してシートＳを搬送する。フィルムユニット３５は、定着ニップＦＮに進入したシートＳのトナー像を加熱する。フレーム３４は、画像形成装置１のハウジング１０に固定されている。フレーム３４は、加圧ローラ３１、フィルムユニット３５および移動機構８０を支持している。
【0025】
本願において、ｚ方向、ｘ方向およびｙ方向が以下のように定義される。ｚ方向は、加圧ローラ３１とフィルムユニット３５とが並ぶ方向である。＋ｚ方向は、フィルムユニット３５から加圧ローラ３１に向かう方向である。ｘ方向は、定着ニップＦＮにおけるシートＳの搬送方向であり、＋ｘ方向はシートＳの搬送方向の下流側である。ｙ方向は、ｚ方向およびｘ方向に直交する方向であり、加圧ローラ３１の軸方向である。
【0026】
加圧ローラ３１は、加圧ローラ回転中心ｒｃの周りを回転可能である。加圧ローラ３１は、芯金３２と、弾性層３３と、離型層と、を有する。
【0027】
芯金３２は、ステンレス等の金属材料により円柱状に形成される。芯金３２の軸方向の両端部は、回転可能に支持される。芯金３２は、モータにより回転駆動される。芯金３２は、カム部材に当接する。カム部材は、回転することにより、芯金３２をフィルムユニット３５に対して接近および離反させる。
【0028】
弾性層３３は、シリコーンゴム等の弾性材料で形成される。弾性層３３は、芯金３２の外周面上に一定の厚さで形成される。
離型層は、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）などの樹脂材料で形成される。離型層は、弾性層３３の外周面上に形成される。
加圧ローラ３１の外周面の硬度は、ＡＳＫＥＲ－Ｃ硬度計で９．８Ｎの荷重において、４０°～７０°であることが望ましい。これにより、定着ニップＦＮの面積と加圧ローラ３１の耐久性が確保される。
離型層は、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）などの樹脂材料で形成される。離型層は、弾性層３３の外周面上に形成される。
加圧ローラ３１の外周面の硬度は、ＡＳＫＥＲ－Ｃ硬度計で９．８Ｎの荷重において、４０°～７０°であることが望ましい。これにより、定着ニップＦＮの面積と加圧ローラ３１の耐久性が確保される。
【0029】
加圧ローラ３１は、モータにより回転駆動されて自転する。定着ニップＦＮが形成された状態で加圧ローラ３１が自転すると、フィルムユニット３５の筒状体３７が従動回転する。加圧ローラ３１は、定着ニップＦＮにシートＳが配置された状態で自転することにより、シートＳを搬送方向Ｗに搬送する。
【0030】
フィルムユニット３５は、筒状体３７と、発熱摺動部材３６と、ホルダ３８と、ステイ３９と、感温素子６０と、フィルム温度計６４と、を有する。
【0031】
筒状体３７は、定着ベルトである。筒状体３７は、ｙ方向に沿って延びる筒状のフィルムである。筒状体３７は、内周側から順に、基層と、弾性層３３と、離型層と、を有する。基層は、ポリイミド等の材料により筒状に形成される。弾性層３３は、基層の外周面上に積層配置される。弾性層３３は、シリコーンゴム等の弾性材料で形成される。離型層は、弾性層３３の外周面上に積層配置される。離型層は、ＰＦＡ樹脂などの材料で形成される。
【0032】
発熱摺動部材３６は、筒状体３７の内側にある。発熱摺動部材３６は、ヒータユニット４０と、伝熱部材６５と、を備える。
【0033】
ヒータユニット４０は、ｙ方向を長手方向としｘ方向を短手方向とする長方形の板状に形成される。ｘ方向およびｙ方向において、ヒータユニット４０の中央に近づく方向を内側といい、ヒータユニット４０の中央から離れる方向を外側という場合がある。ヒータユニット４０は、＋ｚ方向の第１面４１と、第１面４１とは反対側を向く第２面４２と、を有する。ヒータユニット４０の第１面４１は、筒状体３７を加熱する。第１面４１は、グリース４７を介して筒状体３７の内面に接触する。
【0034】
図４は、図５のＩＶ－ＩＶ線におけるヒータユニットの正面断面図である。図５は、第１の実施形態のヒータユニットの底面図（＋ｚ方向から見た図）である。
図４および図５に示すように、ヒータユニット４０は、基板４３と、発熱領域４５と、配線セット５５と、を有する。
図４および図５に示すように、ヒータユニット４０は、基板４３と、発熱領域４５と、配線セット５５と、を有する。
【0035】
基板４３は、ステンレス等の金属材料や、窒化アルミニウム等のセラミック材料などで形成される。基板４３は、ｙ方向を長手方向とし、ｘ方向を短手方向とする長方形の板状である。基板４３の＋ｚ方向の面には、ガラス材料等により絶縁層４４が形成される。基板４３の－ｚ方向の面は、ヒータユニット４０の第２面４２である。ヒータユニット４０の第２面４２は、ｚ方向に直交する平面状に形成されている。
【0036】
図５に示すように、発熱領域４５は、基板４３に配置される。発熱領域４５は、少なくとも１つの発熱体５０を有する。発熱体５０は、銀・パラジウム合金等の材料をスクリーン印刷により基板４３に配置することで形成される。発熱領域４５は、全ての発熱体５０のｙ方向の両端間、かつｘ方向の両端間で定義される。発熱領域４５全体の外形は、ｙ方向を長手方向とし、ｘ方向を短手方向とする長方形状に形成される。発熱領域４５は、基板４３の両端よりも内側に配置されている。
【0037】
本実施形態の発熱領域４５は、複数の発熱体５０を有する。複数の発熱体５０は、ｙ方向に並んで配置された、第１端部発熱体５１と、中央部発熱体５２と、第２端部発熱体５３と、を有する。中央部発熱体５２は、発熱領域４５のｙ方向の中央部に配置される。中央部発熱体５２は、ｙ方向に並んで配置される複数の小発熱体を組み合わせて構成されてもよい。第１端部発熱体５１は、中央部発熱体５２の＋ｙ方向であって、発熱領域４５の＋ｙ方向の端部に配置される。第２端部発熱体５３は、中央部発熱体５２の－ｙ方向であって、発熱領域４５の－ｙ方向の端部に配置される。
【0038】
各発熱体５０には、配線セット５５の配線が接続される。発熱領域４５は、配線セット５５を介して通電されることにより発熱する。ｙ方向の幅が小さいシートＳは、定着装置３０のｙ方向の中央部を通過する。この場合に制御部６は、複数の発熱体５０のうち内側に位置する中央部発熱体５２のみを発熱させる。一方で制御部６は、ｙ方向の幅が大きいシートＳの場合に、全ての発熱体５０を発熱させる。
【0039】
図４に示すように、絶縁層４４の＋ｚ方向の面に、発熱体５０および配線セット５５が形成される。発熱体５０および配線セット５５を覆うように、ガラス材料等により保護層４６が形成される。保護層４６は、ヒータユニット４０の第１面４１を形成する。ヒータユニット４０が発熱すると、保護層４６と筒状体３７との間のグリース４７の粘度が低下するので、ヒータユニット４０と筒状体３７との摺動性が確保される。
【0040】
基板４３の＋ｚ方向に形成される絶縁層４４と同様に、基板４３の－ｚ方向に絶縁層４４が形成されてもよい。基板４３の＋ｚ方向に形成される保護層４６と同様に、基板４３の－ｚ方向に保護層４６が形成されてもよい。これにより、基板４３の反りが抑制される。
【0041】
図３に示すように、発熱領域４５の全体は、定着ニップＦＮの領域内に含まれて、定着ニップＦＮの中心に配置される。これにより、定着ニップＦＮの熱分布が均等になり、定着ニップＦＮを通過するシートＳが均等に加熱される。
【0042】
伝熱部材６５は、基板４３よりも熱伝導率の高い材料により形成される。例えば、伝熱部材６５は、銅やアルミニウム等の金属材料や、グラファイトシート等により形成される。伝熱部材６５は、ヒータユニット４０に重なる。伝熱部材６５は、ヒータユニット４０の基板４３の外形に対応する長方形の板状である。伝熱部材６５は、ｚ方向から見た平面視で全ての発熱体５０に重なる（図５参照）。伝熱部材６５は、ヒータユニット４０の第２面４２の少なくとも一部に接触する。伝熱部材６５は、ヒータユニット４０の温度分布を均す。
【0043】
ホルダ３８は、液晶ポリマーなどの樹脂材料により形成される。ホルダ３８は、ｙ方向に長さを持つ。ホルダ３８は、ヒータユニット４０の－ｚ方向と、ｘ方向の両側とを覆うように配置される。ホルダ３８は、発熱摺動部材３６を保持する。ホルダ３８は、ホルダ３８とヒータユニット４０との間に伝熱部材６５を挟んだ状態で、ヒータユニット４０の基板４３のｙ方向の両端のみを＋ｚ方向に離脱不能に保持している。ホルダ３８のｘ方向の両端部には丸面取りが形成される。ホルダ３８は、ヒータユニット４０のｘ方向の両端部において、筒状体３７の内周面を支持する。
【0044】
ホルダ３８は、基部３８１と、上流側壁部３８２と、下流側壁部３８３と、を備える。基部３８１は、発熱摺動部材３６をヒータユニット４０の第２面４２側から支持する。ホルダ３８は、基部３８１と伝熱部材６５との間に絶縁性のシートを挟む。例えば、絶縁性のシートは、ポリイミドシートである。上流側壁部３８２は、基部３８１の－ｘ方向の端部から加圧ローラ３１側に突出している。下流側壁部３８３は、基部３８１の＋ｘ方向の端部から加圧ローラ３１側に突出している。上流側壁部３８２と下流側壁部３８３との間に、発熱摺動部材３６が配置される。上流側壁部３８２および下流側壁部３８３の＋ｚ方向の端縁は、それぞれｙ方向に延在している。上流側壁部３８２および下流側壁部３８３の＋ｚ方向の端縁は、それぞれｚ方向においてヒータユニット４０の第１面４１と略同じ位置にある。
【0045】
ステイ３９は、鋼板材料等により形成される。ステイ３９は、ｙ方向に長さを有する。ステイ３９のｙ方向に垂直な断面はＵ字状である。ステイ３９は、Ｕ字の開口部をホルダ３８の基部３８１で塞ぐように、ホルダ３８の－ｚ方向に装着される。ステイ３９のｙ方向の両端部は、フレーム３４に固定される。ステイ３９は、フィルムユニット３５の曲げ剛性を向上させる。
【0046】
感温素子６０は、ヒータユニット４０の－ｚ方向に配置される。感温素子６０は、ｙ方向における発熱領域４５と重なる範囲内に配置されている。感温素子６０は、ホルダ３８の基部３８１と伝熱部材６５との間に介在する絶縁性のシートを介して、伝熱部材６５の－ｚ方向の表面に接する。感温素子６０は、ホルダ３８の基部３８１をｚ方向に貫通する孔３８４の内側に配置される。感温素子６０の配線は、ホルダ３８の孔３８４から－ｚ方向に引き出される。感温素子６０は、ヒータ温度計６１およびサーモスタット６２である。ヒータ温度計６１はサーミスタである。
【0047】
図６は、ヒータ温度計およびサーモスタットの平面図（－ｚ方向から見た図）である。図６では、ホルダ３８の記載が省略されている。
図６に示すように、ヒータ温度計６１は、発熱摺動部材３６の温度を検知する。ヒータ温度計６１は、伝熱部材６５を介してヒータユニット４０の温度を検知する。ヒータ温度計６１は、中央部ヒータ温度計６１１と、端部ヒータ温度計６１２と、を有する。サーモスタット６２は、中央部サーモスタット６２１と、端部サーモスタット６２２と、を有する。中央部発熱体５２の－ｚ方向に、中央部ヒータ温度計６１１および中央部サーモスタット６２１が配置される。一方、第１端部発熱体５１および第２端部発熱体５３の－ｚ方向に、端部サーモスタット６２２および端部ヒータ温度計６１２が配置される。
図６に示すように、ヒータ温度計６１は、発熱摺動部材３６の温度を検知する。ヒータ温度計６１は、伝熱部材６５を介してヒータユニット４０の温度を検知する。ヒータ温度計６１は、中央部ヒータ温度計６１１と、端部ヒータ温度計６１２と、を有する。サーモスタット６２は、中央部サーモスタット６２１と、端部サーモスタット６２２と、を有する。中央部発熱体５２の－ｚ方向に、中央部ヒータ温度計６１１および中央部サーモスタット６２１が配置される。一方、第１端部発熱体５１および第２端部発熱体５３の－ｚ方向に、端部サーモスタット６２２および端部ヒータ温度計６１２が配置される。
【0048】
感温素子６０のそれぞれは、ホルダ３８の孔３８４からヒータユニット４０側に突出するように付勢部材により＋ｚ方向に付勢されている。感温素子６０のそれぞれは、ホルダ３８に対して発熱摺動部材３６を＋ｚ方向に押圧している。感温素子６０は、伝熱部材６５を＋ｚ方向に押圧することで、ホルダ３８に対してヒータユニット４０を間接的に＋ｚ方向に押圧している。
【0049】
図７は、図３のＶＩＩ－ＶＩＩ線におけるフィルムユニットの断面図である。
図７に示すように、フィルムユニット３５から加圧ローラ３１を離した状態で、発熱摺動部材３６は、感温素子６０に押圧されることでホルダ３８の基部３８１から離れる。ヒータユニット４０のｙ方向の両端がホルダ３８に保持されたことで、発熱摺動部材３６は、ｙ方向における発熱領域４５と重なる範囲の全体がホルダ３８の基部３８１との間に隙間ができるように撓んでいる。筒状体３７は、発熱摺動部材３６のｙ方向の中央部に接触する接触部３７１を有する。筒状体３７は、発熱摺動部材３６のｙ方向の中央部に押されて、ヒータユニット４０との間に隙間を形成する。筒状体３７とヒータユニット４０との間の隙間は、接触部３７１からｙ方向の外側に向かうに従い拡大する。
図７に示すように、フィルムユニット３５から加圧ローラ３１を離した状態で、発熱摺動部材３６は、感温素子６０に押圧されることでホルダ３８の基部３８１から離れる。ヒータユニット４０のｙ方向の両端がホルダ３８に保持されたことで、発熱摺動部材３６は、ｙ方向における発熱領域４５と重なる範囲の全体がホルダ３８の基部３８１との間に隙間ができるように撓んでいる。筒状体３７は、発熱摺動部材３６のｙ方向の中央部に接触する接触部３７１を有する。筒状体３７は、発熱摺動部材３６のｙ方向の中央部に押されて、ヒータユニット４０との間に隙間を形成する。筒状体３７とヒータユニット４０との間の隙間は、接触部３７１からｙ方向の外側に向かうに従い拡大する。
【0050】
図６に示すように、サーモスタット６２は、伝熱部材６５を介して検知したヒータユニット４０の温度が所定温度を超えた場合に、発熱体５０への通電を遮断する。その結果、ヒータユニット４０による筒状体３７の過剰な加熱が抑制される。
【0051】
図３に示すように、フィルム温度計６４は、筒状体３７の一部の内周面に接する。フィルム温度計６４は、ｙ方向に間隔をあけて並んでいる。フィルム温度計６４は、筒状体３７におけるｙ方向で互いに異なる部分の温度を検知する。
【0052】
図８は、定着装置の正面図である。
図８に示すように、加圧機構７０は、加圧ローラ３１を筒状体３７に向けて加圧する。加圧機構７０は、加圧ローラ３１が筒状体３７に当接した状態で、加圧ローラ回転中心ｒｃが筒状体３７に接近および遠ざかるように加圧ローラ３１を筒状体３７に対して変位させる。加圧機構７０は、加圧ローラ３１と筒状体３７との間に定着ニップＦＮが形成される第１状態と、第１状態よりも筒状体３７および加圧ローラ３１に相互に掛かる力が小さい第２状態とを遷移可能である。図８に示す加圧機構７０は、第１状態にある。定着ニップＦＮは、定着装置３０によるシートＳへのトナー像の定着動作を実行可能な状態で定義される。第２状態は、省エネモードまたはスリープ状態に対応する。例えば、スリープ状態とは、メモリ９２には通電されているけれどもヒータユニット４０には通電されていない状態である。第２状態では、筒状体３７への加圧ローラ３１の押し付けを緩和することで、筒状体３７の塑性変形が防止される。
図８に示すように、加圧機構７０は、加圧ローラ３１を筒状体３７に向けて加圧する。加圧機構７０は、加圧ローラ３１が筒状体３７に当接した状態で、加圧ローラ回転中心ｒｃが筒状体３７に接近および遠ざかるように加圧ローラ３１を筒状体３７に対して変位させる。加圧機構７０は、加圧ローラ３１と筒状体３７との間に定着ニップＦＮが形成される第１状態と、第１状態よりも筒状体３７および加圧ローラ３１に相互に掛かる力が小さい第２状態とを遷移可能である。図８に示す加圧機構７０は、第１状態にある。定着ニップＦＮは、定着装置３０によるシートＳへのトナー像の定着動作を実行可能な状態で定義される。第２状態は、省エネモードまたはスリープ状態に対応する。例えば、スリープ状態とは、メモリ９２には通電されているけれどもヒータユニット４０には通電されていない状態である。第２状態では、筒状体３７への加圧ローラ３１の押し付けを緩和することで、筒状体３７の塑性変形が防止される。
【0053】
加圧機構７０は、アーム７１と、プッシャ７２と、ピン７３と、弾性部材７４と、を有する。加圧機構７０の構成部材は、加圧ローラ３１のｙ方向の両端部にそれぞれある。加圧機構７０は、加圧ローラ３１のｙ方向の中心点を通るｘｚ平面を対称面として、面対称である。以下には、加圧ローラ３１の＋ｙ方向にある加圧機構７０の構成部材について説明する。
【0054】
アーム７１は、ｘ方向に長さを有する。アーム７１は鋼板材料等により形成されてもよい。アーム７１は、アーム回動中心ａｃの周りを回動可能である。アーム回動中心ａｃは、アーム７１の－ｘ方向の端部付近にあり、ｙ方向と平行である。
【0055】
アーム７１は、アーム本体板７１１と、アーム連結部７１２と、を有する。
アーム本体板７１１は、ｘｚ平面と平行である。一対のアーム本体板７１１が、ｙ方向に間隔を有する。－ｙ方向にあるアーム本体板７１１には、加圧ローラ３１を回転可能に支持する半円状の切り欠きがある。
アーム連結部７１２は、一対のアーム本体板７１１の－ｚ方向の端部を相互に連結する。アーム連結部７１２は、アーム７１のｘ方向の両端部にある。
アーム本体板７１１は、ｘｚ平面と平行である。一対のアーム本体板７１１が、ｙ方向に間隔を有する。－ｙ方向にあるアーム本体板７１１には、加圧ローラ３１を回転可能に支持する半円状の切り欠きがある。
アーム連結部７１２は、一対のアーム本体板７１１の－ｚ方向の端部を相互に連結する。アーム連結部７１２は、アーム７１のｘ方向の両端部にある。
【0056】
プッシャ７２は、鋼板材料等により形成されてもよい。プッシャ７２は、アーム回動中心ａｃの周りを回動可能である。アーム回動中心ａｃは、プッシャ７２のｘ方向の中間部にある。プッシャ７２の一方側は、アーム回動中心ａｃから＋ｘ方向に長さを有する。プッシャ７２の他方側は、アーム回動中心ａｃから－ｘ方向および－ｚ方向に長さを有する。
【0057】
プッシャ７２は、プッシャ本体板７２１と、プッシャ連結部７２２と、を有する。
プッシャ本体板７２１は、ｘｚ平面と平行である。一対のプッシャ本体板７２１が、ｙ方向に間隔を有する。一対のプッシャ本体板７２１は、一対のアーム本体板７１１のｙ方向の内側にある。
プッシャ連結部７２２は、一対のプッシャ本体板７２１の＋ｚ方向の端部を相互に連結する。
プッシャ本体板７２１は、ｘｚ平面と平行である。一対のプッシャ本体板７２１が、ｙ方向に間隔を有する。一対のプッシャ本体板７２１は、一対のアーム本体板７１１のｙ方向の内側にある。
プッシャ連結部７２２は、一対のプッシャ本体板７２１の＋ｚ方向の端部を相互に連結する。
【0058】
ピン７３は、アーム７１およびプッシャ７２の＋ｘ方向の端部にある。ピン７３は、ｚ方向に沿う。ピン７３は、胴部７３１と、頭部７３２と、を有する。
胴部７３１は、丸棒状である。胴部７３１の－ｚ方向の第１端部は、ねじ込み等によりアーム連結部７１２に固定される。胴部７３１は、アーム連結部７１２からプッシャ連結部７２２に向かって＋ｚ方向に長さを有する。胴部７３１は、プッシャ連結部７２２に形成された貫通孔に挿通されて、プッシャ連結部７２２の＋ｚ方向まで長さを有する。
頭部７３２は、胴部７３１の＋ｚ方向の第２端部にある。頭部７３２は、プッシャ連結部７２２の貫通孔より大径である。
胴部７３１は、丸棒状である。胴部７３１の－ｚ方向の第１端部は、ねじ込み等によりアーム連結部７１２に固定される。胴部７３１は、アーム連結部７１２からプッシャ連結部７２２に向かって＋ｚ方向に長さを有する。胴部７３１は、プッシャ連結部７２２に形成された貫通孔に挿通されて、プッシャ連結部７２２の＋ｚ方向まで長さを有する。
頭部７３２は、胴部７３１の＋ｚ方向の第２端部にある。頭部７３２は、プッシャ連結部７２２の貫通孔より大径である。
【0059】
弾性部材７４は、ピン７３に支持されている。弾性部材７４は、アーム回動中心ａｃに対して、加圧ローラ回転中心ｒｃと同じ側（＋ｘ方向）にある。弾性部材７４は、アーム７１とプッシャ７２との間にある。弾性部材７４は、圧縮された状態で、アーム連結部７１２とプッシャ連結部７２２との間にある。弾性部材７４は、加圧ローラ３１が筒状体３７に当接する方向にアーム７１を付勢する。弾性部材７４は、コイルバネである。弾性部材７４は、ピン７３の胴部７３１に外挿されている。
【0060】
移動機構８０は、加圧機構７０に第１状態および第２状態を遷移させる。加圧機構７０は、移動機構８０の作動によって第１状態および第２状態の間の状態のみを取り得る。移動機構８０は、カムフォロワ８１と、カム８２と、駆動源８３と、を備える。カムフォロワ８１およびカム８２は、加圧ローラ３１のｙ方向の両端部にそれぞれある。カムフォロワ８１は、加圧ローラ３１のｙ方向の中心点を通るｘｚ平面を対称面として、面対称である。カム８２は、加圧ローラ３１のｙ方向の中心点を通るｘｚ平面を対称面として、面対称である。以下には、加圧ローラ３１の＋ｙ方向にあるカムフォロワ８１およびカム８２について説明する。
【0061】
カムフォロワ８１は、プッシャ７２の－ｘ方向および－ｚ方向の端部にある。カムフォロワ８１は、円柱状で、一対のプッシャ本体板７２１の間にある。カムフォロワ８１は、ｙ方向と平行なカムフォロワ回転中心ｆｃの周りを回転可能なローラである。
【0062】
カム８２は、カムフォロワ８１に隣接して、カムフォロワ８１の＋ｘ方向にある。カム８２は、カム回転中心ｃｃの周りを回転可能である。カム８２の輪郭を構成するカム面８４は、カムフォロワ８１の外周面に当接可能である。加圧ローラ３１のｙ方向の両端部にある一対のカム８２は、ｙ方向に長さを持つカムシャフトにより連結される。カム回転中心ｃｃは、アーム回動中心ａｃを挟んで、加圧ローラ回転中心ｒｃの反対側にある。カム８２は、駆動源８３の出力を受けて、カム回転中心ｃｃの周りを矢印Ｃの方向のみに回転する。カム８２の回転角度は、センサにより検出される。
【0063】
カム面８４は、カム８２の回転角度に応じてカム回転中心ｃｃまでの距離が変化するように形成されている。以下、カム回転中心ｃｃからカム面８４までの距離を外径と称する。カム面８４は、カム面８４のうち最も外径の大きい大径部８４１と、カム面８４のうち最も外径の小さい小径部８４２と、を備える。カム面８４は、大径部８４１から小径部８４２までカム８２の回転方向とは反対方向に連続して延びている。カム面８４の外径は、大径部８４１から小径部８４２にわたって、カム８２の回転方向とは反対方向に向かうに従い漸次小さくなる。カム面８４は、カム８２の回転に伴ってカムフォロワ８１が全周にわたって連続して転動可能とされている。
【0064】
駆動源８３は、一対のカム８２を連結するカムシャフトを、ウォームギア等を介して回転駆動する。駆動源８３は、カムシャフトを回転駆動することで、一対のカム８２を回転させる。駆動源８３は、カム８２を、カム回転中心ｃｃの周りを一方向のみに回転させる。駆動源８３は、制御部６に制御される。
【0065】
加圧機構７０の動作について説明する。
定着装置３０で定着作業を実施する場合に、移動機構８０は、加圧ローラ３１を筒状体３７に当接させる。図８には、加圧ローラ３１を筒状体３７に当接させた第１状態が示されている。カム８２は、第１状態でカムフォロワ８１の大径部８４１に当接している。第１状態で、筒状体３７および加圧ローラ３１により定着ニップＦＮが形成される。第１状態で、加圧ローラ３１は弾性変形している。
定着装置３０で定着作業を実施する場合に、移動機構８０は、加圧ローラ３１を筒状体３７に当接させる。図８には、加圧ローラ３１を筒状体３７に当接させた第１状態が示されている。カム８２は、第１状態でカムフォロワ８１の大径部８４１に当接している。第１状態で、筒状体３７および加圧ローラ３１により定着ニップＦＮが形成される。第１状態で、加圧ローラ３１は弾性変形している。
【0066】
図９は、加圧機構の動作説明図である。図９に示す加圧機構７０は、第２状態にある。カム８２は、第２状態でカムフォロワ８１の小径部８４２に当接している。第２状態で、筒状体３７および加圧ローラ３１が相互に接触し、かつ第１状態よりも筒状体３７および加圧ローラ３１に相互に掛かる力が小さい。第２状態で、筒状体３７および加圧ローラ３１により形成されるニップのｘ方向の幅は、定着ニップＦＮのｘ方向の幅よりも小さい。第２状態で、加圧ローラ３１は弾性変形していてもよい。
【0067】
移動機構８０による第１状態および第２状態の遷移動作について説明する。
図８に示す第１状態では、加圧ローラ３１は、加圧ローラ３１とヒータユニット４０との間にある筒状体３７を押圧する反力を受けて弾性変形している。加圧ローラ３１には、弾性変形の復元力により＋ｚ方向の力が掛かる。加圧ローラ３１に＋ｚ方向の力が掛かることで、加圧ローラ３１がアーム７１をアーム回動中心ａｃの周りを矢印Ａの方向に押す。加圧ローラ３１に押されたアーム７１は、圧縮した弾性部材７４を介してプッシャ７２をアーム回動中心ａｃの周りを矢印Ａの方向に押し、カムフォロワ８１をカム８２に押し付ける。プッシャ７２は、カムフォロワ８１をカム８２に押し付けた反力により、弾性部材７４およびアーム７１を介して加圧ローラ３１を筒状体３７に押し付けている。
図８に示す第１状態では、加圧ローラ３１は、加圧ローラ３１とヒータユニット４０との間にある筒状体３７を押圧する反力を受けて弾性変形している。加圧ローラ３１には、弾性変形の復元力により＋ｚ方向の力が掛かる。加圧ローラ３１に＋ｚ方向の力が掛かることで、加圧ローラ３１がアーム７１をアーム回動中心ａｃの周りを矢印Ａの方向に押す。加圧ローラ３１に押されたアーム７１は、圧縮した弾性部材７４を介してプッシャ７２をアーム回動中心ａｃの周りを矢印Ａの方向に押し、カムフォロワ８１をカム８２に押し付ける。プッシャ７２は、カムフォロワ８１をカム８２に押し付けた反力により、弾性部材７４およびアーム７１を介して加圧ローラ３１を筒状体３７に押し付けている。
【0068】
第１状態から、カム８２はカム回転中心ｃｃの周りを矢印Ｃの方向に回転する。カムフォロワ８１は、カム８２のカム面８４に沿って大径部８４１から小径部８４２に向けて相対移動しながら、カム回転中心ｃｃに接近する。プッシャ７２は、アーム回動中心ａｃの周りを矢印Ａの方向に回動することを許容される。プッシャ７２は、弾性部材７４の復元力により、アーム回動中心ａｃの周りを矢印Ａの方向に回動する。プッシャ７２の回動と同時に、アーム７１は、弾性部材７４の復元力と加圧ローラ３１の復元力とが釣り合うように、アーム回動中心ａｃの周りを矢印Ａの方向に回動する。アーム７１がアーム回動中心ａｃの周りを矢印Ａの方向に回動することで、加圧ローラ３１が加圧ローラ回転中心ｒｃをフィルムユニット３５から遠ざけるように＋ｚ方向に変位する。
【0069】
さらにカム８２がカム回転中心ｃｃの周りを矢印Ｃの方向に回転すると、プッシャ７２は、アーム回動中心ａｃの周りを矢印Ａの方向に回動する。カムフォロワ８１がカム８２のカム面８４の小径部８４２に当接し、プッシャ７２がアーム回動中心ａｃの周りを矢印Ａの方向に回動しきった第２状態になる。第２状態で、加圧ローラ３１は、筒状体３７のｙ方向の全長にわたって接触している。加圧ローラ３１は、第１状態と比較して、筒状体３７に加える力を小さくする。第２状態で、加圧ローラ３１は、伝熱部材６５がホルダ３８の基部３８１との間に隙間を形成しないように、筒状体３７を介してヒータユニット４０および伝熱部材６５を－ｚ方向に押し付けている。
【0070】
第２状態から、カム８２はカム回転中心ｃｃｃの周りを矢印Ｃの方向に回転する。カムフォロワ８１は、カム８２のカム面８４に沿って小径部８４２から大径部８４１に向けて相対移動しながら、カム回転中心ｃｃから遠ざかる。プッシャ７２は、弾性部材７４を圧縮しつつ、アーム回動中心ａｃの周りを矢印Ｂの方向に回動する。プッシャ７２の回動と同時に、アーム７１は、弾性部材７４の復元力を受けてアーム回動中心ａｃの周りを矢印Ｂの方向に回動する。アーム７１は、アーム回動中心ａｃの周りを矢印Ｂの方向に回動することで、加圧ローラ３１を筒状体３７に押し付ける。加圧ローラ３１は、筒状体３７に押し付けられることで、加圧ローラ回転中心ｒｃをフィルムユニット３５に近付けるように－ｚ方向に変位する。
【0071】
さらにカム８２がカム回転中心ｃｃの周りを矢印Ｃの方向に回転すると、プッシャ７２は、アーム回動中心ａｃの周りを矢印Ｂの方向に回動する。カムフォロワ８１がカム８２のカム面８４の大径部８４１に当接し、プッシャ７２がアーム回動中心ａｃの周りを矢印Ｂの方向に回動しきった第１状態になる。以上により、移動機構８０は、加圧機構７０に第１状態および第２状態の間の状態のみを遷移させる。
【0072】
図１０は、図３のＶＩＩ－ＶＩＩ線における定着装置の断面図であって、加圧機構が第２状態にある様子を示す。
図１０に示すように、第２状態で、加圧ローラ３１は、伝熱部材６５がホルダ３８の基部３８１から浮かないように、筒状体３７およびヒータユニット４０を介して伝熱部材６５を基部３８１に押し付けている。この状態で、感温素子６０は、ホルダ３８の孔３８４からヒータユニット４０側に突出することを、伝熱部材６５により規制されている。第１状態で、第２状態よりも筒状体３７および加圧ローラ３１に相互に掛かる力が大きいので、加圧ローラ３１は、伝熱部材６５がホルダ３８の基部３８１から浮かないように、筒状体３７およびヒータユニット４０を介して伝熱部材６５を基部３８１に押し付ける。移動機構８０の作動によって遷移可能な全ての状態で、伝熱部材６５、ヒータユニット４０および感温素子６０は、加圧ローラ３１によってホルダ３８側に押し付けられて、ホルダ３８に対して不動である。
図１０に示すように、第２状態で、加圧ローラ３１は、伝熱部材６５がホルダ３８の基部３８１から浮かないように、筒状体３７およびヒータユニット４０を介して伝熱部材６５を基部３８１に押し付けている。この状態で、感温素子６０は、ホルダ３８の孔３８４からヒータユニット４０側に突出することを、伝熱部材６５により規制されている。第１状態で、第２状態よりも筒状体３７および加圧ローラ３１に相互に掛かる力が大きいので、加圧ローラ３１は、伝熱部材６５がホルダ３８の基部３８１から浮かないように、筒状体３７およびヒータユニット４０を介して伝熱部材６５を基部３８１に押し付ける。移動機構８０の作動によって遷移可能な全ての状態で、伝熱部材６５、ヒータユニット４０および感温素子６０は、加圧ローラ３１によってホルダ３８側に押し付けられて、ホルダ３８に対して不動である。
【0073】
制御部６の機能構成について説明する。
図１１は、制御部の機能構成を示すブロック図である。
図１１に示すように、制御部６は、加熱制御部９４と、加圧制御部９５とカウント部９６と、駆動制御部９７と、を備える。
図１１は、制御部の機能構成を示すブロック図である。
図１１に示すように、制御部６は、加熱制御部９４と、加圧制御部９５とカウント部９６と、駆動制御部９７と、を備える。
【0074】
加熱制御部９４は、加熱モードでヒータユニット４０に通電するとともに、停止モードでヒータユニット４０の通電を停止する。加熱制御部９４は、定着装置３０の始動時に、ヒータ温度計６１により発熱領域４５の温度を計測する。発熱領域４５の温度が所定温度より低い場合に、加熱制御部９４は、加圧ローラ３１の回転が開始される前に、発熱領域４５を短時間だけ発熱させる。発熱領域４５の発熱により、筒状体３７の内周面に塗布されたグリース４７の粘度が低下する。これにより、加圧ローラ３１の回転開始時におけるヒータユニット４０と筒状体３７との摺動性が確保される。
【0075】
加熱制御部９４は、定着装置３０の運転時に、ヒータ温度計６１により伝熱部材６５の温度を計測する。加熱制御部９４は、伝熱部材６５の温度計測結果に基づいて、発熱領域４５への通電を制御する。これにより、ホルダ３８に接触する伝熱部材６５の温度が、ホルダ３８の耐熱温度未満に維持される。
【0076】
加熱制御部９４は、定着装置３０の運転時に、フィルム温度計６４により筒状体３７のｙ方向の各部の温度を計測する。加熱制御部９４は、筒状体３７のｙ方向の各部の温度計測結果に基づいて、発熱領域４５への通電を制御する。
【0077】
加圧制御部９５は、移動機構８０を制御する。加圧制御部９５は、移動機構８０の駆動源８３を制御することで、加圧機構７０に第１状態および第２状態を遷移させる。加圧制御部９５は、カム８２の回転角度を検出するセンサの検知結果に基づいて第１状態および第２状態を判定し、カム８２を回転させる駆動源８３の駆動を停止する。加圧制御部９５は、加熱制御部９４の停止モードで、ヒータ温度計６１の検知温度が所定値以下の場合に、移動機構８０の駆動源８３を制御して加圧機構７０を第２状態にする。
【0078】
カウント部９６は、第１状態から第２状態への遷移、および第２状態から第１状態への遷移のうち少なくともいずれか一方をカウントする。
駆動制御部９７は、カウント部９６のカウントが所定値以上の場合に第２状態への遷移を制限する。
駆動制御部９７は、カウント部９６のカウントが所定値以上の場合に第２状態への遷移を制限する。
【0079】
本実施形態では、加圧機構７０が筒状体３７および加圧ローラ３１により定着ニップＦＮが形成される第１状態、並びに筒状体３７および加圧ローラ３１が相互に接触し、かつ第１状態よりも筒状体３７および加圧ローラ３１に相互に掛かる力が小さい第２状態を遷移可能である。この構成により、第１状態および第２状態を遷移するときに、ホルダ３８に保持された発熱摺動部材３６が変位しない。発熱摺動部材３６が変位しないので、発熱摺動部材３６に接触するヒータ温度計６１に加わる荷重の変動を抑えることができる。したがって、ヒータ温度計６１の内部素子の劣化を抑制して、定着装置３０の耐久性を向上させることができる。上記の効果は、ヒータ温度計６１がサーミスタである場合に顕著に得られる。
【0080】
移動機構８０は、カム面８４のうち最も外径の小さい小径部８４２が第２状態でカムフォロワ８１に当接するカム８２を持つ。この構成により、第２状態でカムフォロワ８１がカム８２のカム回転中心ｃｃに最も接近する。このため、カム８２が一方向にしか回転しない場合でも、カム８２を回転させたときにカム８２の回転角度によらず加圧機構７０が第１状態および第２状態の間の状態しか取り得ない。したがって、カム８２を回転させた際に発熱摺動部材３６が変位することを確実に防止できる。
【0081】
ホルダ３８は、筒状体３７から加圧ローラ３１を離した状態で、発熱摺動部材３６とホルダ３８との間に隙間ができるように発熱摺動部材３６を保持している。この構成によれば、筒状体３７から加圧ローラ３１を離すと、発熱摺動部材３６が変位してヒータ温度計６１に荷重の変動が生じる。したがって、本実施形態の定着装置３０は、第２状態でも筒状体３７および加圧ローラ３１が相互に接触して発熱摺動部材３６の変位を規制するので、上記の作用効果を得るのに好適である。
【0082】
ホルダ３８の基部３８１とヒータユニット４０との間に伝熱部材６５が配置されている。この構成により、伝熱部材を持たない構成と比較して、フィルムユニット３５に対する加圧ローラ３１の加圧力変化によって変形または変位する部品が増える。このため、ヒータ温度計６１に荷重の変動を発生させる要素が増えて、ヒータ温度計６１の内部素子の劣化が促進され得る。したがって、本実施形態の定着装置３０は、発熱摺動部材３６の変位が規制されるので、上記の作用効果を得るのに好適である。
【0083】
発熱摺動部材３６は、第１状態および第２状態の間を遷移するときに加圧ローラ３１に変位を規制される。この構成により、ヒータ温度計６１に加わる荷重の変動を抑えることができる。したがって、上記の作用効果を奏することができる。
【0084】
発熱摺動部材３６は、軸方向における発熱領域４５の外側でホルダ３８に保持されている。この構成によれば、加圧ローラ３１をフィルムユニット３５から離した状態では、発熱摺動部材３６がヒータ温度計６１に押されて撓み得るとともに、発熱摺動部材３６が撓むことでヒータ温度計６１に加わる荷重が変動する。したがって、本実施形態の定着装置３０は、第２状態でも筒状体３７および加圧ローラ３１が相互に接触して発熱摺動部材３６の変位を規制するので、上記の作用効果を得るのに好適である。
【0085】
発熱摺動部材３６は、ヒータ温度計６１によって加圧ローラ３１側に押されている。この構成によれば、発熱摺動部材３６が変位すると、発熱摺動部材３６を押すヒータ温度計６１に加わる荷重が変動する。したがって、本実施形態の定着装置３０は、第２状態でも筒状体３７および加圧ローラ３１が相互に接触して発熱摺動部材３６の変位を規制するので、上記の作用効果を得るのに好適である。
【0086】
筒状体３７は、加圧ローラ３１から離れた状態で発熱摺動部材３６に接触する接触部３７１を有する。筒状体３７は、加圧ローラ３１から離れた状態で発熱摺動部材３６との間に接触部３７１からｙ方向の外側に向かうに従い拡大する隙間を形成する。この構成によれば、筒状体３７から加圧ローラ３１を離すと、筒状体３７が発熱摺動部材３６に押され、発熱摺動部材３６に対して隙間を形成するように変形する。このため、本実施形態の定着装置３０は、第２状態でも筒状体３７および加圧ローラ３１が相互に接触して、発熱摺動部材３６の変位とともに筒状体３７の変形も規制するので、筒状体３７の繰り返しの変形による劣化を抑制できる。
【0087】
加圧制御部９５は、ヒータ温度計６１の検知温度が所定値以下の場合に、移動機構８０の駆動源８３を制御して加圧機構７０を第２状態にする。この構成により、ヒータ温度計６１の検知温度が所定値よりも高く、直ぐに定着装置３０が使用される可能性が高い状況で第２状態に遷移することを抑制できる。したがって、頻繁な移動機構８０の作動を抑制して、ヒータ温度計６１の内部素子の劣化をより効果的に抑制できる。
【0088】
カウント部９６は、第１状態から第２状態への遷移、および第２状態から第１状態への遷移のうち少なくともいずれか一方をカウントする。駆動制御部９７は、移動機構８０を制御する。駆動制御部９７は、カウント部９６のカウントが所定値以上の場合に第２状態への遷移を制限する。この構成により、ヒータ温度計６１の内部素子の劣化の度合いが一定の基準を超えることを抑制できる。したがって、ヒータ温度計６１が寿命により故障することを回避できる。
【0089】
制御部６は、画像形成装置１の各部を制御して、第２状態でシートＳに画像を形成する処理を制限してもよい。この構成により、定着ニップＦＮが形成されていない状態で定着装置３０にシートＳが搬送されることを抑制できる。
【0090】
第１の実施形態では、発熱摺動部材３６が伝熱部材６５を有しているが、発熱摺動部材は伝熱部材を有していなくてもよい。この場合、感温素子６０はヒータユニット４０に接するように設けられる。この構成により、第１状態および第２状態の間のいずれの状態でも、ヒータユニット４０がホルダ３８の基部３８１との間に隙間を形成しないように構成されるので、上記の作用効果を奏する。
【0091】
（第２の実施形態）
第２の実施形態のヒータユニット２４０について、図１２を参照して説明する。以下で説明する以外の構成は、第１の実施形態と同様である。図１２は、第２の実施形態のヒータユニットの底面図である。
第２の実施形態のヒータユニット２４０について、図１２を参照して説明する。以下で説明する以外の構成は、第１の実施形態と同様である。図１２は、第２の実施形態のヒータユニットの底面図である。
【0092】
第２の実施形態では、ヒータユニット２４０の発熱体２５０の配置が第１の実施形態とは異なる。ヒータユニット２４０は、第１の実施形態の発熱領域４５および配線セット５５に代えて、発熱領域２４５および配線セット２５５を有する。
【0093】
発熱領域２４５は、基板４３に配置される。発熱領域２４５全体の外形は、ｙ方向を長手方向とし、ｘ方向を短手方向とする長方形状に形成される。
発熱領域２４５は、複数の発熱体２５０を有する。複数の発熱体２５０は、一対の第１発熱体２５１と、第２発熱体２５２と、第３発熱体２５３と、を有する。複数の発熱体２５０は、ｘ方向において、一方の第１発熱体２５１、第２発熱体２５２、第３発熱体２５３、他方の第１発熱体２５１、の順に配置されている。各発熱体２５０は、ｙ方向を長手方向とする。各発熱体２５０は、種々のシート幅に対応した長さを持つ。第２発熱体２５２は、第１発熱体２５１よりもｙ方向で短い。第２発熱体２５２のｙ方向の両端は、第１発熱体２５１のｙ方向の両端よりも内側にある。第３発熱体２５３は、第２発熱体２５２よりもｙ方向で短い。第３発熱体２５３のｙ方向の両端は、第２発熱体２５２のｙ方向の両端よりも内側にある。各発熱体２５０には、配線セット２５５の配線が接続される。発熱領域２４５は、配線セット２５５を介して通電されることにより発熱する。制御部６は、通過するシートＳの幅に合わせて、対応する発熱体２５０を発熱させる。
発熱領域２４５は、複数の発熱体２５０を有する。複数の発熱体２５０は、一対の第１発熱体２５１と、第２発熱体２５２と、第３発熱体２５３と、を有する。複数の発熱体２５０は、ｘ方向において、一方の第１発熱体２５１、第２発熱体２５２、第３発熱体２５３、他方の第１発熱体２５１、の順に配置されている。各発熱体２５０は、ｙ方向を長手方向とする。各発熱体２５０は、種々のシート幅に対応した長さを持つ。第２発熱体２５２は、第１発熱体２５１よりもｙ方向で短い。第２発熱体２５２のｙ方向の両端は、第１発熱体２５１のｙ方向の両端よりも内側にある。第３発熱体２５３は、第２発熱体２５２よりもｙ方向で短い。第３発熱体２５３のｙ方向の両端は、第２発熱体２５２のｙ方向の両端よりも内側にある。各発熱体２５０には、配線セット２５５の配線が接続される。発熱領域２４５は、配線セット２５５を介して通電されることにより発熱する。制御部６は、通過するシートＳの幅に合わせて、対応する発熱体２５０を発熱させる。
【0094】
以上に説明した第２の実施形態においても、ヒータユニット２４０を含む発熱摺動部材３６の変位が規制されるので、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【0095】
（第３の実施形態）
第３の実施形態のヒータユニット３４０について、図１３を参照して説明する。以下で説明する以外の構成は、第１の実施形態と同様である。図１３は、第３の実施形態のヒータユニットの底面図である。
第３の実施形態のヒータユニット３４０について、図１３を参照して説明する。以下で説明する以外の構成は、第１の実施形態と同様である。図１３は、第３の実施形態のヒータユニットの底面図である。
【0096】
第３の実施形態では、ヒータユニット３４０の発熱体３５０の配置が第１の実施形態とは異なる。ヒータユニット３４０は、第１の実施形態の発熱領域４５および配線セット５５に代えて、発熱領域３４５および配線セット３５５を有する。
【0097】
発熱領域３４５は、基板４３に配置される。発熱領域３４５全体の外形は、ｙ方向を長手方向とし、ｘ方向を短手方向とする長方形状に形成される。
発熱領域３４５は、複数の発熱体３５０を有する。複数の発熱体３５０は、一対の第１発熱体３５１と、第２発熱体３５２と、を有する。複数の発熱体３５０は、ｘ方向において、一方の第１発熱体３５１、第２発熱体３５２、他方の第１発熱体３５１、の順に配置されている。各発熱体３５０は、ｙ方向を長手方向とする。第１発熱体３５１は、ｙ方向の中央から端部に向かうに従い太くなっている。ｙ方向において一対の第１発熱体３５１の両端は、互いに略同じ位置にある。第２発熱体３５２は、ｙ方向の中央から端部に向かうに従い細くなっている。ｙ方向において第２発熱体３５２の両端は、各第１発熱体３５１の両端と略同じ位置にある。
発熱領域３４５は、複数の発熱体３５０を有する。複数の発熱体３５０は、一対の第１発熱体３５１と、第２発熱体３５２と、を有する。複数の発熱体３５０は、ｘ方向において、一方の第１発熱体３５１、第２発熱体３５２、他方の第１発熱体３５１、の順に配置されている。各発熱体３５０は、ｙ方向を長手方向とする。第１発熱体３５１は、ｙ方向の中央から端部に向かうに従い太くなっている。ｙ方向において一対の第１発熱体３５１の両端は、互いに略同じ位置にある。第２発熱体３５２は、ｙ方向の中央から端部に向かうに従い細くなっている。ｙ方向において第２発熱体３５２の両端は、各第１発熱体３５１の両端と略同じ位置にある。
【0098】
各発熱体３５０には、配線セット３５５の配線が接続される。発熱領域３４５は、配線セット３５５を介して通電されることにより発熱する。制御部６は、通過するシートＳの幅に合わせて、対応する発熱体３５０を発熱させる。第１発熱体３５１のみを発熱させた場合、発熱領域３４５の発熱量は、ｙ方向の中央から端部に向かうに従い小さくなる。一方で、一対の第１発熱体３５１および第２発熱体３５２を同時に発熱させた場合、発熱領域３４５の発熱量は、第１発熱体３５１のみを発熱させた場合よりも、ｙ方向の全長にわたって平均化される。したがって、制御部６は、小さめの幅のシートＳが通過する場合に、第１発熱体３５１のみに通電する。制御部６は、大きめの幅のシートＳが通過する場合に、第１発熱体３５１および第２発熱体３５２に通電する。
【0099】
以上に説明した第３の実施形態においても、ヒータユニット３４０を含む発熱摺動部材３６の変位が規制されるので、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
【0100】
上記実施形態では、加圧機構７０が加圧ローラ３１を筒状体３７に向けて加圧しているが、この構成に限定されない。加圧機構は、筒状体を有するフィルムユニットを加圧ローラに向けて加圧するように構成されていてもよい。
【0101】
上記実施形態では、ヒータユニット４０の第１面４１が筒状体３７の内面に接触しているが、この構成に限定されない。発熱摺動部材は、ヒータユニットの第１面と筒状体の内周面との間に介在する均熱部材を有していてもよい。この場合、発熱摺動部材は、ヒータユニットとホルダとの間に介在する伝熱部材を有していなくてもよい。
【0102】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、加圧機構が筒状体および加圧ローラにより定着ニップが形成される第１状態、並びに筒状体および加圧ローラが相互に接触し、かつ第１状態よりも筒状体および加圧ローラに相互に掛かる力が小さい第２状態を遷移可能である。この構成により、第１状態および第２状態を遷移するときに、ホルダに保持された発熱摺動部材が変位しない。発熱摺動部材３６変位しないので、ヒータ温度計に加わる荷重の変動を抑えることができる。したがって、ヒータ温度計の内部素子の劣化を抑制して、定着装置の耐久性を向上させることができる。
【0103】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【0104】
３０…定着装置、３１…加圧ローラ、３６…発熱摺動部材、３７…筒状体、３８…ホルダ、４５，２４５，３４５…発熱領域、６１…ヒータ温度計（センサ）、７０…加圧機構、８０…移動機構、８１…カムフォロワ、８２…カム、８３…駆動源、８４…カム面、３７１…接触部、８４２…小径部、ＦＮ…定着ニップ（ニップ）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】